Самая большая структура во Вселенной оказалась больше и ближе к Земле, чем считалось

Великая стена Геркулес — Северная Корона представляет собой огромную плоскую суперструктуру из галактик размером более 10 млрд световых лет. Она и прежде была сложна для объяснения в моделях Вселенной из-за своих невероятно огромных размеров. Теперь же на основе результатов наблюдений за вспышками гамма-излучения было установлено, что эта структура имеет ещё большие размеры, а некоторые её части находятся ближе к Земле, чем было принято думать.

Источник изображения: NASA Hubble Space Telescope / Unsplash

На деле суперструктура занимает значительно большую область, чем созвездия Геркулеса и Северной Короны. Она располагается в северном полушарии, а её центральная часть находится в районе созвездий Дракона и Геркулеса. Крупнейшая в наблюдаемой части Вселенной структура была открыта в 2013 году благодаря многолетним наблюдениям за гамма-излучением, проведённым учёными из Национального университета государственной службы в Будапеште и Чарльстонского колледжа в Южной Каролине, в том числе на основе данных космического телескопа Swift.

Любопытно, что открывшие структуру учёные не дали ей официального названия. Имя Hercules–Corona Borealis Great Wall она получила от филиппинского подростка по имени Джондрик Вальдес (Johndric Valdez), мечтающего стать астрономом. Однако это название не совсем точно отражает суть структуры, поскольку она имеет не вполне плоскую форму и охватывает область небесной сферы от созвездия Волопаса до Близнецов.

«Поскольку более точно масштабы Великой стены Геркулес — Северная Корона трудно определить, наиболее интересным открытием является то, что её ближайшие части расположены ближе к нам, чем считалось ранее», — прокомментировал недавнее исследование Джон Хаккила (Jon Hakkila) из Университета Алабамы в Хантсвилле.

Наша родная галактика Млечный Путь является частью другой суперструктуры под названием Ланиакея, диаметром 520 млн световых лет. Хотя очевидно, что Великая стена Геркулес — Северная Корона значительно больше, учёные отмечают, что её истинные масштабы на данный момент не определены. «Наша выборка гамма-всплесков недостаточно велика, чтобы установить более точные верхние пределы максимального размера Великой стены Геркулес — Северная Корона, чем мы уже имеем. Но, вероятно, она простирается дальше, чем 10 млрд световых лет, которые мы определили ранее. Она превышает размеры большинства объектов, с которыми её можно сравнить», — рассказал Джон Хаккила.

Гамма-излучение сыграло ключевую роль в открытии Великой стены Геркулес — Северная Корона в 2013 году, а также в последующих более глубоких исследованиях этой гигантской космической структуры. Учёные отмечают, что гамма-излучения связаны с умирающими звёздами или столкновениями двух мёртвых звёзд. Поскольку звёзды располагаются в галактиках, гамма-всплески могут служить индикатором местоположения галактик. Благодаря яркости таких всплесков можно зафиксировать присутствие галактики даже там, где её невозможно разглядеть с помощью существующих астрономических инструментов.

Причина, по которой такие структуры, как Великая стена Геркулес — Северная Корона, вызывают недоумение у учёных, отчасти связана с космологическим принципом, который лежит в основе большинства моделей космоса. Согласно этому принципу, Вселенная однородна и изотропна в больших масштабах, то есть должна выглядеть одинаково во всех направлениях. Однако отслеживание распределения материи на основе гамма-всплесков показывает, что это может быть не так. «Удивительно, что кластеризация гамма-всплесков гораздо сильнее выражена в северной части галактического неба, чем в южной», — объясняет Хаккила.

В своей новой работе он совместно с коллегами утверждает, что, согласно космологическому принципу, любая космическая структура диаметром более 1,2 млрд световых лет не имела бы достаточно времени для собственного формирования за 13,8 млрд лет существования Вселенной, если распространение материи происходит однородно и изотропно. Таким образом, гигантская суперструктура Великая стена Геркулес — Северная Корона диаметром более 10 млрд световых лет определённо бросает вызов космологическому принципу. «Некоторые теоретические космологические модели могут объяснить такие крупные структуры, а другие — нет», — сказал Хаккила, добавив, что учёные пока не пришли к единому мнению, что всё это значит.

Гамма-излучения являются полезным измерительным инструментом в космологии, но есть ряд ограничений. Главное из них заключается в том, что необходимо зафиксировать огромное количество гамма-всплесков, чтобы сделать статистически значимые выводы об их распределении. Кроме того, чтобы получить точные данные о структуре Вселенной, необходимо исключить искажения, связанные с неправильным определением положения очагов гамма-излучения в пространстве. Это означает, что может пройти немало времени, прежде чем учёные получат более полную картину размеров Великой стены Геркулес — Северная Корона. «Чтобы собрать такую большую выборку, потребуются годы наблюдений — в основном с помощью данных Fermi и Swift, которые уже сыграли важную роль в создании этого беспрецедентного набора данных. На сбор такого объёма информации ушло более 20 лет наблюдений, и мы не ожидаем значительного пополнения в ближайшем будущем», — отметил Хаккила.